用于清潔光學(xué)元件的暴露表面的擦拭器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于清潔或擦拭表面(諸如光學(xué)元件的暴露透明表面)的設(shè)備和方法。例如，所述光學(xué)元件可以為具有凸形暴露前表面的廣角鏡頭，并且本發(fā)明可以應(yīng)用在期望自動(dòng)或自行進(jìn)行清潔的汽車、安全、工業(yè)以及其他領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]出現(xiàn)了其中光學(xué)元件(諸如用于相機(jī)或照明器的鏡頭)的暴露表面可能需要以自動(dòng)方式進(jìn)行清潔的各種情形。例子包括在安全、汽車、醫(yī)療、工業(yè)過(guò)程以及其他應(yīng)用領(lǐng)域中對(duì)相機(jī)鏡頭進(jìn)行清潔。當(dāng)然，理想的是，布置為執(zhí)行這種自動(dòng)清潔的機(jī)構(gòu)長(zhǎng)期是耐用以及可靠的。當(dāng)光學(xué)元件基本上是平坦的時(shí)，可以使用傳統(tǒng)的擦拭葉片，其與車輛擋風(fēng)玻璃上使用的擦拭葉片類似，但是由于徑向移動(dòng)，對(duì)于大部分形狀的光學(xué)元件來(lái)說(shuō)，難于或者不可能清潔基本整個(gè)光學(xué)元件。另外，難于為更小的光學(xué)元件以及為具有大彎曲度的暴露表面的光學(xué)元件(所述暴露表面往往會(huì)干涉擦拭臂的徑向運(yùn)動(dòng))設(shè)計(jì)耐用以及可靠的這類擦拭器。
[0003]本發(fā)明試圖解決相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)的這些以及其他缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供了用于清潔暴露表面的方法和設(shè)備，所述暴露表面諸如為光學(xué)元件的暴露表面，其中，大致沿半徑(或在一些實(shí)施方式中，更具體地，大致沿直徑)設(shè)置在所述暴露表面上的擦拭臂周向旋轉(zhuǎn)。這可以通過(guò)在將擦拭臂保持在大致沿半徑或沿直徑展開的或活動(dòng)構(gòu)造的同時(shí)使擦拭臂的一端圍繞光學(xué)元件的待清潔部分的外側(cè)周向移動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。優(yōu)選地，在已進(jìn)行清潔之后，擦拭臂能夠移動(dòng)到收起位置，該收起位置不遮掩光學(xué)元件的已清潔部分。
[0005]具體地，暴露表面可以為凸形彎曲表面，諸如球形或其他旋轉(zhuǎn)對(duì)稱彎曲表面，該彎曲表面具有的頂點(diǎn)在光學(xué)元件的待清潔部分的中心區(qū)域，或者暴露表面可以為對(duì)應(yīng)的凹形表面。通常，暴露表面可以為彎曲的，以便是圍繞中心點(diǎn)或區(qū)域(諸如上述的頂點(diǎn))旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的。
[0006]暴露表面可以具有圓形周邊。暴露表面可以是透明的或半透明的，雖然本發(fā)明也可以根據(jù)需要用于清潔不透明表面。
[0007]更具體地，光學(xué)元件可以是相機(jī)鏡頭，諸如廣角鏡頭。廣角鏡頭或其他光學(xué)元件可以例如用在車輛(諸如道路車輛)上。然而，光學(xué)元件可以是一些其他類型的鏡頭或者某種窗玻璃，例如用來(lái)保護(hù)鏡頭或一些其他設(shè)備的窗玻璃。
[0008]具體地，為了清潔暴露表面，本發(fā)明提供了一種設(shè)備，該設(shè)備包括:卡圈，該卡圈布置為圍繞待由所述設(shè)備清潔的所述光學(xué)元件的光軸周向設(shè)置并且圍繞該光軸旋轉(zhuǎn)；以及擦拭臂，該擦拭臂聯(lián)接至所述卡圈，以便隨著所述卡圈旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)地清潔所述光學(xué)元件的所述暴露表面。所述卡圈可以圍繞所述光學(xué)元件設(shè)置，或者所述光學(xué)元件可以從所述卡圈軸向移位，以使得所述卡圈圍繞所述光學(xué)元件的光軸旋轉(zhuǎn)。
[0009]所述擦拭臂可以布置為在收起位置和展開位置或活動(dòng)位置之間相對(duì)于所述卡圈移動(dòng)，在該收起位置，不進(jìn)行清潔，在該展開位置或該活動(dòng)位置，所述光學(xué)元件的所述暴露表面能夠由所述擦拭臂清潔。通常，當(dāng)在收起位置時(shí)，所述擦拭臂不會(huì)遮掩所述光學(xué)元件，或者至少不會(huì)遮掩所述光學(xué)元件的由所述擦拭臂清潔的部分。
[0010]所述擦拭臂可以旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接至所述卡圈，在橫過(guò)所述暴露表面在所述收起位置和所述活動(dòng)位置之間移動(dòng)。所述擦拭臂還可以聯(lián)接至所述卡圈，以便相對(duì)于所述光學(xué)元件在所述收起位置和所述活動(dòng)位置之間軸向移動(dòng)，例如以便確保擦拭臂處在清潔所述暴露表面的最佳位置。具體地，所述卡圈圍繞所述光軸的旋轉(zhuǎn)可以用來(lái)在所述收起位置和所述活動(dòng)位置之間驅(qū)動(dòng)所述擦拭臂，雖然可以使用其他機(jī)構(gòu)。替代地或者另外地，軸向驅(qū)動(dòng)器可以用來(lái)如下面進(jìn)一步討論的軸向移動(dòng)所述光學(xué)元件，以將所述光學(xué)元件帶入用于由所述擦拭臂清潔的最佳或合適位置。
[0011]所述設(shè)備還可以包括凸輪軌道，其中，所述擦拭臂聯(lián)接至或設(shè)有凸輪隨動(dòng)件，所述凸輪隨動(dòng)件布置為隨著所述卡圈旋轉(zhuǎn)而沿所述凸輪軌道行進(jìn)，以便在所述收起位置和所述活動(dòng)位置之間移動(dòng)所述擦拭臂并且在旋轉(zhuǎn)清潔所述暴露表面的全過(guò)程引導(dǎo)所述擦拭臂。為此，所述凸輪軌道可以包括第一部分和第二部分，所述第一部分在所述收起位置和所述活動(dòng)位置之間驅(qū)動(dòng)所述擦拭臂，所述第二部分將所述擦拭臂保持在用于隨著所述卡圈旋轉(zhuǎn)而擦拭所述暴露表面的所述活動(dòng)位置。
[0012]所述凸輪軌道可以形成連續(xù)環(huán)。所述環(huán)可以布置為在所述卡圈單向旋轉(zhuǎn)時(shí)，所述擦拭臂從所述收起位置移動(dòng)到所述活動(dòng)位置，擦拭所述暴露表面，并且從所述活動(dòng)位置返回到所述收起位置。其他布置(例如，所述卡圈沿雙方向旋轉(zhuǎn)的布置)也是可能的。
[0013]所述卡圈可以與底架相鄰設(shè)置并且布置為相對(duì)于所述底架旋轉(zhuǎn)。而且，所述凸輪軌道可以被包括在所述底架中，例如作為在所述底架的面向所述卡圈的表面中的凹槽。
[0014]所述設(shè)備可以還包括設(shè)置在所述卡圈前方的環(huán)形蓋。所述環(huán)形蓋可以由彈簧支撐，以便將所述凸輪隨動(dòng)件朝所述凸輪軌道偏壓。例如，所述環(huán)形蓋的一端可以相對(duì)于所述卡圈固定，并且所述環(huán)形蓋的另一端可以通過(guò)所述擦拭臂從所述收起位置至所述活動(dòng)位置的軸向移動(dòng)而被推動(dòng)遠(yuǎn)離所述卡圈。所述環(huán)形蓋可以例如由單片有彈性的材料(諸如不銹鋼)制成。
[0015]在其他實(shí)施方式中，所述擦拭臂可以旋轉(zhuǎn)地安裝在所述底架和所述卡圈之間。而且，所述擦拭臂的遠(yuǎn)端部分(例如所述擦拭臂的末端)可以保持在所述底架和索虎卡圈之間或者保持在所述卡圈的凹槽內(nèi)，以在擦拭過(guò)程期間輔助推動(dòng)或保持所述擦拭臂抵靠所述暴露光學(xué)表面。當(dāng)所述擦拭臂處在所述活動(dòng)位置時(shí)，所述末端可以保持成這樣?？蛇x地，當(dāng)所述擦拭臂處在所述收起位置時(shí)，并且可選地還在所述收起位置和所述活動(dòng)位置之間移動(dòng)時(shí)，所述末端也可以保持在所述底架和所述卡圈之間或者保持在所述卡圈的凹槽內(nèi)。
[0016]所述設(shè)備可以還包括馬達(dá)，所述馬達(dá)布置為使所述卡圈圍繞所述光學(xué)元件旋轉(zhuǎn)，由此驅(qū)動(dòng)所述擦拭臂在所述收起位置和所述活動(dòng)位置之間移動(dòng)并且驅(qū)動(dòng)所述擦拭臂的旋轉(zhuǎn)清潔移動(dòng)。
[0017]所述擦拭臂可以包括擦拭葉片，所述擦拭葉片布置為接觸所述暴露表面，其中，所述擦拭葉片由柔性材料(諸如彈性體)構(gòu)成。不論不同材料是否用于擦拭葉片，所述擦拭臂優(yōu)選地成形為隨著所述擦拭臂在清潔動(dòng)作期間旋轉(zhuǎn)而接觸和清潔所述暴露表面。
[0018]所述設(shè)備可以包括軸向驅(qū)動(dòng)器，所述軸向驅(qū)動(dòng)器例如由馬達(dá)(諸如電動(dòng)機(jī))驅(qū)動(dòng)，所述軸向驅(qū)動(dòng)器布置為例如從所述暴露表面被定位以供使用的位置縮回所述光學(xué)元件和所述暴露光學(xué)表面。沿所述光軸的這種向后移動(dòng)縮回以及對(duì)應(yīng)的向前移動(dòng)伸出可以用于各種目的，例如為了將所述光學(xué)元件縮回至適于由所述擦拭臂清潔的位置、為免受例如環(huán)境因素(諸如灰塵、水或冰)的影響、為了安全、為了在擦拭期間提供軸向移動(dòng)以改善清潔過(guò)程、和/或?yàn)榱似渌康摹?br>[0019]例如，如果所述暴露表面因?yàn)橐褂盟龉鈱W(xué)元件而位于所述卡圈前方以供使用，則所述軸向驅(qū)動(dòng)器可以布置為使所述光學(xué)元件和所述暴露表面朝所述卡圈縮回以隨著所述卡圈旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)地清潔所述光學(xué)元件的所述暴露表面，并且在清潔之后再將所述光學(xué)元件軸向向前伸出至所述展開位置。
[0020]總的來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以提供一種用于移動(dòng)以及可選地用于清潔光學(xué)元件的暴露表面的設(shè)備，該設(shè)備包括:軸向驅(qū)動(dòng)器，該軸向驅(qū)動(dòng)器布置為將所述暴露表面朝所述設(shè)備縮回至縮回位置(該縮回位置可以為清潔位置)并且將所述暴露表面遠(yuǎn)離所述設(shè)備伸出至展開位置；以及擦拭臂，所述擦拭臂布置為當(dāng)所述暴露表面處在所述縮回位置時(shí)旋轉(zhuǎn)地清潔所述暴露表面，并且此設(shè)備可以包括如上列出的其他設(shè)備特點(diǎn)。為了實(shí)現(xiàn)所述軸向驅(qū)動(dòng)器，所述設(shè)備可以還包括軸向驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，所述軸向驅(qū)動(dòng)馬達(dá)布置為在所述展開位置和所述縮回位置之間驅(qū)動(dòng)所述暴露光學(xué)表面。
[0021]在其他實(shí)施方式中，所述軸向驅(qū)動(dòng)器可以使用凸輪被實(shí)現(xiàn)，所述凸輪布置為與所述擦拭臂共同旋轉(zhuǎn)，所述凸輪設(shè)有凹口，該凹口布置為在清潔之前推動(dòng)所述光學(xué)元件軸向縮回并且在清潔之后允許所述光學(xué)元件向前軸向伸出。例如，所述凸輪可以由卡圈的面向后的邊緣提供，所述卡圈諸如為上面已討論的用于驅(qū)動(dòng)所述擦拭臂的卡圈。所述邊緣由此可以用作圓形凸輪以控制所述相機(jī)的軸向移動(dòng)，所述相機(jī)例如可以由彈簧抵靠所述凸輪向前推動(dòng)。
[0022]本發(fā)明還提供了對(duì)應(yīng)于上面設(shè)備的方法，例如一種清潔光學(xué)元件的暴露凸形表面的方法，該方法包括:將擦拭臂大致或大約或基本沿半徑(這包括如下選項(xiàng):將所述臂大致或大約或基本沿直徑)設(shè)置在所述暴露表面上；以及使所述擦拭臂的至少一個(gè)周向端圍繞所述暴露表面的外側(cè)(例如完全圍繞所述暴露表面的外側(cè))旋轉(zhuǎn)。
[0023]當(dāng)然，所述擦拭臂不需要沿所述暴露表面的準(zhǔn)確半徑或直徑設(shè)置，但是應(yīng)大致從所述暴露表面的周邊延伸至所述暴露表面的中心區(qū)，以在旋轉(zhuǎn)時(shí)提供對(duì)所述暴露表面的充分清潔，并且術(shù)語(yǔ)“沿半徑”和“沿直徑”應(yīng)以這種方式理解。通常，所述擦拭臂圍繞所述暴露光學(xué)表面的旋轉(zhuǎn)可以包括完全圍繞所述外表面的全程旋轉(zhuǎn)或者至少基本這